Hallo!
Nachdem ich seit langem mal wieder brauchbare Mondvideos erzeugt hatte habe ich festgestellt, auch in diesem Bereich hat sich doch das ein oder andere getan mit AS!3 war es nie so einfach,
auch große Datenmengen miz hoher Bittiefe schnell zu stacken. Ich hatte mich dann natürlich gleich rangesetzt, um mittels der guten alten Wavelet-Technik die Bilder zu schärfen.
Durch den ein oder anderen netten Chat kamen dann so Begrifflichkeiten hoch wie "Entfalten", neudeutsch "Deconvolution" -> erstmal Bahnhof Da hieß es dann, immer erstmal Deconvolution,
das rechnet das Seeing raus, dann schärfen, und auch auf diversen Internetseiten wurden die Themen aufgegriffen, ich habe mich versucht einzulesen, aber meist wird das Mysterium nur noch größer.
Daher habe ich mich mal hingesetzt, um diese Geschichten versuchsweise aufzudröseln.
Und gleich vorweg, das wird keine wissenschaftliche Abhandlung sondern dies soll als Diskussionsgrundlage fungieren.
Sooooo, lange Rede gar kein Sinn, in der hochauflösenden Mond (und wohl auch Planeten) Fotografie werden meist zwei Arten von Schärfungsfiltern benutzt, die so genannten Waveletfilter und
die Deconvolution. Dabei ist jede Methode für sich eigenständig, Deconvolution muss nicht vor dem Schärfen angewandt werden, um Seeing rauszurechnen, dazu dann weiter unten mehr.
Ich habe jetzt beide Methoden mit 4 Verschiedenen Programmen getestet.
Die Rahmenbedingungen: 1000 Frames mit AS!3 gestackt, Farbkanäle, Helligkeit, Kontrast angeglichen, Rand beschnitten
Die Programme:
- Fitswork 4.47 -> Deconvolution
- Astra Image 5.5.7.0 -> Deconvolution
- Gimp! 2.8.10 -> Wavelet
- Registax 6 -> Wavelet
Schärfen mit Waveletfiltern:
Diese Methode hatte ich bisher immer benutzt und damit meist gute Ergebnisse erreicht. Wavelet heißt zu deutsch "Kleine Welle" und genau so funktioniert das auch.
Das Rauschen und das Nutzsignal definiert sich über Frequenzspektren. Beim Waveletschärfen werden die Frequenzen in Ebenen (layer) eingeteilt, jedes Layer stellt dabei eine
Detail und Rauschgröße dar. Somit kann nun mit diesen "kleinen Wellenstücken", den Wavelets, gezielt je nach Detail geschärft und rauschgefiltert werden.
Diese Art zu schärfen ist aber recht kompliziert, da beispielsweise Registax eine recht große Anzahl von Einstellmöglichkeiten hat.
Hier mal das Rohbild mit einem Gimp-Waveletfilter geschärft:
und hier mit Registax:
Ich denke, hier ist Registax ganz klar vorne, leider braucht man unzählige Anläufe, um den Mittelweg zwischen Überschärfen, Rauschen und Details zu finden.
Schärfen mit Deconvolution:
Und nun wird es interessant, fast Zauberei Denn, Dekonvolution rechnet das Seeing raus. Wirklich!........bzw. versucht es. Ich versuche zu erklären:
Bei langzeitbelichteten Aufnahmen wird das Bild durch das Seeing natürlich unscharf. Diese Unschärfe kommt zu stande, weil das Licht auf dem Kamerachip nach der Gaußschen Normalverteilung
über mehrere Pixel "verschmiert" wird und dabei an Intensität einbüßt, so, wie der Gaußsche Weichzeichner das machen würde. Die Bildinformation wird mathematisch "gefaltet" (convolution).
Wie das Seeing das Bild verschmiert hat lässt sich auch mathematisch beschreiben, in einer so genannten "Faltungsmatrix" (convolution kernel). Diese ist uns leider nicht bekannt, da das Seeing ja
mehr oder weniger Chaotisch ist. Nun kommt die Zauberei: Man nimmt sich einen Stern im Bild. Das Licht bzw. die Lichtverteilung in dem "verschmierten" Sternscheibchen folgt einer ganz bestimmten Funktion, die so genannte PSF (point spread function), aus der sich mit viel Rechenaufwand in so genannten Iterationen die Faltungsmatrix rekonstruieren lässt, wenn auch nur annährend. In DS-Bildern
ist es also möglich, das Seeing annährend rauszurechnen. Und der Leser, welcher es bis hier her geschafft hat wird feststellen, dass es be Mondaufnahmen gleich 2 Probleme gibt:
1. Ich arbeite mit einer möglichst großen Anzahl Frames / Sekunde, damit ich das Seeing "einfrieren" kann, d.h. damit ich möglichst viel unverzerrte Frames habe. Das Stackingprogramm sortiert
dann alle verzerrten Bilder anhand von Referenzframes aus. Das würde ja bedeuten, Seeing muss ja gar nicht rausgerechnet werden
2. Wir haben keine Sterne für die PSF.
Was soll ich sagen, es funktioniert trotzdem Sowohl mit dem "König der Deconvolution" Astra Image als auch mit dem guten alten Fitswork. Und das nicht schlecht:
Aber auch hier muss man aufpassen, dass man sich in zum Teil kryptischen Einstellungen nicht verrennt. Und auch mit dieser Methode sollte man das Rauschen und die Artefaktebildung im Auge
behalten.
2 Verschiedene Methoden der Schärfung, 4 Programme, 4 verschiedene Ergebnisse. Hier nochmal zum Vergleich die Rima Hadley bei 200%:
Wobei Gimp! halt nur pro forma als "nicht-Astroprogramm" dabei ist und natürlich in meinen Augen das schlechteste Ergebnis liefert.
Ich würde mich freuen, wenn der ein oder andere seine Erfahrung mit Schärfungsfiltern hier kundtun würde und vielleicht etwas Diskussion über das oben geschriebene entsteht
Nachdem ich seit langem mal wieder brauchbare Mondvideos erzeugt hatte habe ich festgestellt, auch in diesem Bereich hat sich doch das ein oder andere getan mit AS!3 war es nie so einfach,
auch große Datenmengen miz hoher Bittiefe schnell zu stacken. Ich hatte mich dann natürlich gleich rangesetzt, um mittels der guten alten Wavelet-Technik die Bilder zu schärfen.
Durch den ein oder anderen netten Chat kamen dann so Begrifflichkeiten hoch wie "Entfalten", neudeutsch "Deconvolution" -> erstmal Bahnhof Da hieß es dann, immer erstmal Deconvolution,
das rechnet das Seeing raus, dann schärfen, und auch auf diversen Internetseiten wurden die Themen aufgegriffen, ich habe mich versucht einzulesen, aber meist wird das Mysterium nur noch größer.
Daher habe ich mich mal hingesetzt, um diese Geschichten versuchsweise aufzudröseln.
Und gleich vorweg, das wird keine wissenschaftliche Abhandlung sondern dies soll als Diskussionsgrundlage fungieren.
Sooooo, lange Rede gar kein Sinn, in der hochauflösenden Mond (und wohl auch Planeten) Fotografie werden meist zwei Arten von Schärfungsfiltern benutzt, die so genannten Waveletfilter und
die Deconvolution. Dabei ist jede Methode für sich eigenständig, Deconvolution muss nicht vor dem Schärfen angewandt werden, um Seeing rauszurechnen, dazu dann weiter unten mehr.
Ich habe jetzt beide Methoden mit 4 Verschiedenen Programmen getestet.
Die Rahmenbedingungen: 1000 Frames mit AS!3 gestackt, Farbkanäle, Helligkeit, Kontrast angeglichen, Rand beschnitten
Die Programme:
- Fitswork 4.47 -> Deconvolution
- Astra Image 5.5.7.0 -> Deconvolution
- Gimp! 2.8.10 -> Wavelet
- Registax 6 -> Wavelet
Schärfen mit Waveletfiltern:
Diese Methode hatte ich bisher immer benutzt und damit meist gute Ergebnisse erreicht. Wavelet heißt zu deutsch "Kleine Welle" und genau so funktioniert das auch.
Das Rauschen und das Nutzsignal definiert sich über Frequenzspektren. Beim Waveletschärfen werden die Frequenzen in Ebenen (layer) eingeteilt, jedes Layer stellt dabei eine
Detail und Rauschgröße dar. Somit kann nun mit diesen "kleinen Wellenstücken", den Wavelets, gezielt je nach Detail geschärft und rauschgefiltert werden.
Diese Art zu schärfen ist aber recht kompliziert, da beispielsweise Registax eine recht große Anzahl von Einstellmöglichkeiten hat.
Hier mal das Rohbild mit einem Gimp-Waveletfilter geschärft:
und hier mit Registax:
Ich denke, hier ist Registax ganz klar vorne, leider braucht man unzählige Anläufe, um den Mittelweg zwischen Überschärfen, Rauschen und Details zu finden.
Schärfen mit Deconvolution:
Und nun wird es interessant, fast Zauberei Denn, Dekonvolution rechnet das Seeing raus. Wirklich!........bzw. versucht es. Ich versuche zu erklären:
Bei langzeitbelichteten Aufnahmen wird das Bild durch das Seeing natürlich unscharf. Diese Unschärfe kommt zu stande, weil das Licht auf dem Kamerachip nach der Gaußschen Normalverteilung
über mehrere Pixel "verschmiert" wird und dabei an Intensität einbüßt, so, wie der Gaußsche Weichzeichner das machen würde. Die Bildinformation wird mathematisch "gefaltet" (convolution).
Wie das Seeing das Bild verschmiert hat lässt sich auch mathematisch beschreiben, in einer so genannten "Faltungsmatrix" (convolution kernel). Diese ist uns leider nicht bekannt, da das Seeing ja
mehr oder weniger Chaotisch ist. Nun kommt die Zauberei: Man nimmt sich einen Stern im Bild. Das Licht bzw. die Lichtverteilung in dem "verschmierten" Sternscheibchen folgt einer ganz bestimmten Funktion, die so genannte PSF (point spread function), aus der sich mit viel Rechenaufwand in so genannten Iterationen die Faltungsmatrix rekonstruieren lässt, wenn auch nur annährend. In DS-Bildern
ist es also möglich, das Seeing annährend rauszurechnen. Und der Leser, welcher es bis hier her geschafft hat wird feststellen, dass es be Mondaufnahmen gleich 2 Probleme gibt:
1. Ich arbeite mit einer möglichst großen Anzahl Frames / Sekunde, damit ich das Seeing "einfrieren" kann, d.h. damit ich möglichst viel unverzerrte Frames habe. Das Stackingprogramm sortiert
dann alle verzerrten Bilder anhand von Referenzframes aus. Das würde ja bedeuten, Seeing muss ja gar nicht rausgerechnet werden
2. Wir haben keine Sterne für die PSF.
Was soll ich sagen, es funktioniert trotzdem Sowohl mit dem "König der Deconvolution" Astra Image als auch mit dem guten alten Fitswork. Und das nicht schlecht:
Aber auch hier muss man aufpassen, dass man sich in zum Teil kryptischen Einstellungen nicht verrennt. Und auch mit dieser Methode sollte man das Rauschen und die Artefaktebildung im Auge
behalten.
2 Verschiedene Methoden der Schärfung, 4 Programme, 4 verschiedene Ergebnisse. Hier nochmal zum Vergleich die Rima Hadley bei 200%:
Wobei Gimp! halt nur pro forma als "nicht-Astroprogramm" dabei ist und natürlich in meinen Augen das schlechteste Ergebnis liefert.
Ich würde mich freuen, wenn der ein oder andere seine Erfahrung mit Schärfungsfiltern hier kundtun würde und vielleicht etwas Diskussion über das oben geschriebene entsteht
Viele Grüße,
Micha
"Uns hilft kein Gott, unsre Welt zu erhalten!"- Karat, Der Blaue Planet, 1982
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Micha
"Uns hilft kein Gott, unsre Welt zu erhalten!"- Karat, Der Blaue Planet, 1982
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